新能源的电力调度分析

王德强

（建投承德热电有限责任公司， 河北 承德 067000）

0 引言

为实现碳中和碳达峰的目标，电力是主力军，以新能源为主体的新型电力系统加快构建，现如今，我国风电、太阳能发电、水力发电装机量快速增长，据不完全统计风电的装机量3.8 亿kW，太阳能并网发电4.5 亿kW，水利并网发电4.2 亿kW，2023 年7 月投产了世界单体容量最大的盐光互补光伏项目华电海晶光伏电站，由此可以得知我国对新能源发电的投入力度之大，发电量占据电力行业的半壁江山，新能源的合理调度能更大地发挥电力的分配和利用率，对新能源的调度分析有着重要的意义，本文旨在探讨基于新能源的电力经济调度分析，以期提高电力经济效益并减少环境污染。

1 新能源的特点

相比于传统能源的集中供应模式，新能源可以在各个地区相对集中地分布，因此可以避免输电损耗和地理限制。比如在海洋、沙漠等无人区。这为电力经济调度带来了更多的灵活性和选择性，可以根据地区的需求和资源情况进行合理的电力分配和调度。新能源电力的缺点也比较明显，建设成本较高，具有随机性、波动性、不稳定性等。故坚持新能源的优先合理调度尤为重要。

电力调度是电力系统运行的核心枢纽，指导协调电网的安全稳定运行，新能源电力调度的优化要比储能更重要，调度优化由人工预测转化为数字化平台，能做到更精准，数据可视化成为高效决策的重要支撑，虚拟电厂应运而生，通过能源互联网技术将零散能源、闲置能源电力资源聚合起来，优化控制参与电网运行，实现电力在AI（人工智能）的指导下和算法的指导下形成自然流动的，解决能源的消耗和匹配问题。

2 基于电力经济新能源调度分析意义

2.1 降低能源成本

传统能源的市场价格受多个因素的影响，而新能源的成本较高，这使得电力经济调度变得尤为重要，对新能源的电力经济调度进行分析，可以有效控制供需关系，合理调配不同能源的使用，从而增强能源的利用范围。

2.2 环境保护

传统能源的使用不仅会导致资源浪费，还会产生大量的污染物排放，对环境造成严重的破坏，而新能源的开发和利用与环境友好密切相关，对新能源的电力经济调度的分析，可以推动可再生能源的大规模利用，并促进生态环境保持平衡。

2.3 推动能源产业的发展

新能源企业在电力经济调度中的参与度日益增加，具备了一定的产业优势。通过对新能源的电力经济调度进行分析，可以提供决策支持，为新能源产业的发展提供指导，同时，新能源的电力经济调度分析也可以为能源企业提供创新思路和业务拓展机会，推动能源产业的向纵深发展。

3 基于实证研究的新能源调度分析

3.1 供需不平衡问题及对策

供需不平衡问题原因包括：

1）新能源发电的不稳定性：风能和太阳能发电受到自然因素的限制，如天气变化、日出日落等，导致电力的波动性增加，进而导致供电不足；

2）新能源发电规模较小，难以达到传统能源发电的规模和稳定性；

3）新能源发电技术的成本较高，造成电价的上升，使得电力需求不足的情况更为严重。

为了解决供需不平衡问题，通过储存多余的电力来应对供电不足的情况，并将风能和太阳能发电与传统火电进行协调，实现能源互补，降低供需不平衡的风险。同时，推动智能电网的建设，通过电力调度和管理，更好地协调供需关系，同时，政府需制定相关政策，鼓励和引导消费者节约用电，降低对电力的需求。

3.2 调度效率低下问题及对策

与传统的化石能源相比，新能源的发电量受到天气、季节等因素的影响，存在较大的波动性。因此，在进行电力经济调度分析时，需要对新能源发电量的波动进行准确的预测和调整，否则会造成调度效率低下；而在以往的电力经济调度分析中，主要采用传统能源的调度方法，无法完全适应新能源的特点，因此，就要求在设计调度系统时，需针对新能源的特点进行合理地调整和优化，提高调度效率[2]。可采用先进设备实现精准调度，如采用北斗定位可以通过收集并分析大量的气象数据、天气模拟模型等信息，来提高对新能源发电量波动的准确度，这样，在进行调度分析时，就可以更好地预测和调整新能源的发电量，并提高调度的精确性和效率。此外，还需优化和调整算法，提高调度系统的适应性和效率，如采用基于智能算法的调度优化方法，结合具体的新能源特点，制定相应的调度策略，提高调度效率，并通过与市场交易系统、能源储存系统等的有效连接和协同，可以提高新能源的灵活性，进一步提高电力经济调度分析的效率。

4 案例分析

4.1 案例一

A 地区由于新能源发电装置的增加和能源消耗的增长，电力经济调度成为一个重要的问题，A 地区有多个新能源发电站点，包括风能和太阳能发电站，以下是新能源发电站点的能源产量和单位成本数据见表1、表2。

表1 风能发电站点

表2 太阳能发电站点

基于以上数据可以进行电力经济调度的分析，其间需先计算每个站点的产能利用率，即站点实际产量与最大产能的比值。然后，根据单位成本选择产能利用率最高的站点组合来满足电力需求，并实现经济效益最大化。

通过计算可以得到以下结果：

1）风能发电站点的产能利用率：站点1 为500/600= 0.83；站点2 为400/600=0.67；站点3 为600/600=1.00。

2）太阳能发电站点的产能利用率：站点1 为300/400= 0.75；站点2 为200/400=0.50；站点3 为400/400=1.00，根据这些数据结果，需选择风能发电站点3 和太阳能发电站点1 来满足电力需求，因为该站点组合的单位成本为0.3 元/MWh（风能发电站点3）+0.4 元/MWh（太阳能发电站点1）=0.7 元/MWh，与其他组合相比，这个站点组合具有最低的单位成本，可以实现经济效益最大化。

4.2 案例二

B 地区的电力系统主要依赖于太阳能和风能，且有一个充足的储能系统，其呈现高峰时段的电力需求较高、非高峰时段需求较低的特点，同时，这个地区的电力系统还与外部网络相互连接，可以进行电力交换。

4.2.1 关键数据分析

1）太阳能和风能发电量的波动性：根据历史数据，分析太阳能和风能发电量的日变化规律，得出发电量与时间的关系曲线；

2）储能系统的容量和效率：确定储能系统的容量，以及充电和放电的效率，即储能系统的电能转换效率；

3）外部网络的电力交换：分析外部网络电力供应的可靠性和价格，以确定是否需要进行电力交换。以下数据用于展示太阳能和风能发电量的波动性，储能系统的容量和效率，以及外部网络的电力交换情况。具体见表3。

表3 各时段发电量、储能系统容量、充放电效率及外部网络的电力交换量

表3 提供了一天内各个时间段的发电量、储能系统容量、充放电效率以及外部网络的电力交换量的数据。这些数据将有助于进行电力经济调度的分析和决策。

4.2.2 调度策略

1）在高峰时段，电力需求大，此时可以确保储能系统充满电，并尽可能地利用太阳能和风能发电，如果太阳能和风能发电量不足，可通过外部网络进行电力交换。

2）在非高峰时段，电力需求低，此时可以利用太阳能和风能发电满足需求，并将多余的电力存储到储能系统中。如此，可以进一步降低对传统电力的依赖，提高新能源利用率，从而降低能源成本和减少碳排放，并提升经济效益。

5 结语

本文基于新能源背景下，对电力经济调度进行分析，探讨了新能源运用的意义，并对相关问题和对策进行阐述，如此，提高了经济效益，并推动了新能源的发展、提高了电力经济的水平。